Работа в условиях повышенного давление

При работе в условиях повышенного  давления увеличивается сопротивление  дыханию воздуха в основном за счет турбулентного потока, тогда  как ламинарный и диффузионный потоки мало меняются в гипербарической  среде. В результате сопротивление дыханию возрастает пропорционально повышению плотности с тенденцией к превышению сопротивления за счет перехода части потока из ламинарного движения в турбулентное.

    В   связи   с   повышением  сопротивления  дыханию   в  условиях

повышенного   давления   воздуха   в   системе   внешнего  дыхания

развиваются приспособительные реакции  с переходом к функциональным

нарушениям  по  следующей схеме: повышение плотности газовой  среды

->  повышение  сопротивления   при  перемещении  газа в  дыхательных

путях   -> уменьшение  вентиляции  ->  задержка  СО  в организме

                                                    2

(повышение парциального давления  СО  в альвеолах и напряжения  СО

                                   2                             2

в  артериальной  крови)  ->  возбуждение   дыхательного  центра ->

усиление   работы   дыхательных   мышц  ->  утомление  дыхательной

мускулатуры.  Приспособительная  реакция  внешнего  дыхания должна

быть  направлена на поддержание  необходимого уровня вентиляции при

минимальных затратах работы дыхания.

Практика водолазных спусков, а  также многочисленные данные специальных  исследований показывают, что при 5 - 6-кратном повышении сопротивления газовой среды люди переходят на ротовое дыхание, которое становится более редким и глубоким, а дыхательный цикл - более длительным и плавным. Тем самым система дыхания переходит на новый, более экономный режим функционирования. Путем такой адаптации дыхательная система организма получает возможность сохранять до определенных значений плотности необходимую вентиляцию легких в гипербарических условиях при возрастающем сопротивлении дыхательных смесей, затрачивая значительно меньше усилий на перемещение газа, чем это требовалось бы при отсутствии адаптации.

Патологическая реакция системы  внешнего дыхания при работе в  гипербарической газовой среде  возникает в тех случаях, когда  сопротивление плотной дыхательной смеси возрастает настолько, что превышает функциональные возможности дыхательной системы даже при запуске всех приспособительных реакций.

При выполнении очень тяжелой физической нагрузки в условиях повышенного  давления может наступить обструкция ("функциональная закупорка") дыхательных путей. В результате этого во время физической работы под давлением 6 кгс/кв. см перестает функционировать до 50% альвеол. Клиническим выражением процесса обструкции является тяжелое состояние, близкое к обмороку.

8. Влияние сжатого воздуха на  сердечно-сосудистую систему

Наиболее частой реакцией сердечно-сосудистой системы на условия повышенного  давления воздуха является урежение частоты сердечных сокращений, которое  может сохраняться во время декомпрессии и после ее окончания. Обычно наблюдается снижение максимального артериального давления (АД) и повышение минимального АД, что приводит к уменьшению пульсового давления. С ростом величины давления газовой среды эти изменения становятся более выраженными. Часто возникает гипертоническая реакция на физическую нагрузку, что может свидетельствовать о недостаточном развитии компенсаторных реакций. Отмечаются также замедление скорости кровотока, уменьшение объема циркулирующей крови, ударного и особенно минутного объемов крови, что следует рассматривать как приспособительную реакцию на избыточное поступление кислорода.

Во время пребывания в гипербарической  воздушной среде и после окончания  спуска выявляются синусовая аритмия  и изменения на ЭКГ.

Полное восстановление изменений показателей сердечно-сосудистой системы обычно происходит в течение первых часов или первых двух суток после окончания спусков.

Многие исследователи считают, что профессия водолаза связана  с повышенным риском "изнашивания" сердечно-сосудистой системы и развития раннего поражения миокарда в форме кардиосклероза. Данные освидетельствований водолазов показывают, что эти опасения небезосновательны, поскольку у водолазов заболевания сердечно-сосудистой системы встречаются значительно чаще, чем у лиц других профессий.

9. Влияние сжатого воздуха на  систему крови

При нахождении в условиях гипербарической  воздушной среды под действием  повышенного напряжения кислорода  в крови наступают приспособительные  изменения, направленные на уменьшение влияния гипероксии. Основные изменения при гипербарии наблюдаются со стороны красной крови. У водолазов и кессонных рабочих, находившихся в гипербарической воздушной среде, уменьшаются количество эритроцитов и содержание гемоглобина, что можно связать главным образом с депонированием крови, а также со снижением продуцирования эритроцитов и ускорением их разрушения. В послеспусковой период отмечается увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), что может быть связано с увеличением количества физически растворенного кислорода в плазме и изменением соотношения белковых фракций крови.

Для картины белой крови после  пребывания в условиях повышенного  давления воздуха характерно появление  лейкоцитоза.

В условиях повышенного давления воздуха  отмечается повышенная свертываемость крови.

При кратковременном действии повышенного  давления изменения показателей  системы крови обычно нормализуются  в течение 1 - 3 сут.

10. Влияние сжатого воздуха на  систему пищеварения

В период пребывания под давлением  водолазы часто предъявляют жалобы на сухость во рту, что связано с угнетением функций слюнных желез. Отмечается снижение секреторной функции желудка на пищевые раздражители при некотором возрастании кислотности желудочного сока. В связи с этим переваривание белков, жиров и углеводов в условиях гипербарии ухудшается, что отмечается также и после окончания декомпрессии. Угнетение секреторной деятельности и пищеварения связано главным образом с нарушением нервно-рефлекторной фазы секреции.

Наблюдается также снижение секреции кишечного сока, сопровождающееся некоторым увеличением его переваривающей силы.

В условиях повышенного давления отмечается некоторое усиление моторной функции  желудочно-кишечного тракта, что  выражается повышением тонуса желудка  и кишечника, а также усилением  их опорожнения.

При проведении декомпрессии расширение газов в желудке и кишечнике вызывает усиление перистальтики, а также явления метеоризма. В связи с этим водолазам в период спусков не рекомендуется употреблять в пищу продукты, богатые клетчаткой и вызывающие усиленное газообразование (горох, фасоль, квашеную капусту и др.).

В условиях повышенного давления и  после окончания спуска увеличивается  спонтанное желчеотделение при некотором  снижении концентрации желчи.

Выраженность указанных изменений  находится в зависимости от величины давления и продолжительности воздействия, а их нормализация, как правило, наступает в течение 2 - 3 сут. после спуска.

11. Влияние сжатого воздуха на  выделительную систему

Практика водолазных спусков свидетельствует  о том, что в период пребывания под повышенным давлением и некоторое время после окончания спуска отмечается усиление диуреза. При давлении 30 - 40 м вод. ст. диурез увеличивается на 20 - 30%, что может объясняться повышением фильтрационной способности почек. Давление воздуха 40 - 50 м вод. ст. приводит к увеличению диуреза в 2,5 - 3 раза вследствие усиления почечной гемодинамики. Эта реакция рассматривается как компенсаторная в ответ на действие повышенного парциального давления кислорода, приводящая к изменению основных показателей функции почек. При давлении 70 - 90 м вод. ст. значительно снижается почечный кровоток, что ведет к снижению диуреза. Эта реакция признается компенсаторной в ответ на выраженную гипероксию.

Отмечено положительное влияние  повторных спусков на адаптацию  выделительной системы к повышенному давлению.

12. Влияние сжатого воздуха на  обмен веществ и энергии

Работа водолазов под водой  сопровождается весьма высокими энерготратами. Однако в межспусковой период основной обмен у большинства водолазов  снижен на 15 - 30% по сравнению со стандартами для данной категории лиц, что становится более выраженным с увеличением производственного стажа.

Основными причинами сдвигов обмена веществ в условиях повышенного  давления воздуха являются изменения  газообмена, дыхательной функции крови и кислотно-основного состояния.

    Снижение  газообмена  приводит  к  изменению  транспорта  газов

кровью,   уменьшению  потребления  кислорода  тканями,  замедлению

выведения  и  накоплению  СО  в  организме.  В  свою  очередь, это

                            2

приводит  к  угнетению  окислительно-восстановительных  процессов и

появлению в организме недоокисленных продуктов.

Со стороны углеводного обмена отмечаются умеренная гипергликемия, значительное увеличение содержания молочной кислоты и уменьшение пировиноградной кислоты. Изменения обмена белков проявляются некоторым повышением содержания общего белка крови в основном за счет глобулиновых фракций. Это может свидетельствовать о нарушении окисления белков.

Для водно-солевого обмена в условиях повышенного давления характерно некоторое уменьшение количества плазмы, концентрации калия, натрия и кальция в крови, а также увеличение их содержания в моче, что можно объяснить усилением почечного кровотока, клубочковой фильтрации и проницаемости капилляров. В условиях повышенного давления увеличивается расход витаминов в связи с усилением и качественным изменением различных биохимических процессов, что свидетельствует о необходимости профилактической витаминизации водолазного состава и медицинского персонала, подвергающихся воздействию повышенного давления.

Весьма чувствительными к действию гипербарических факторов оказались  ферментативно-гормональные системы. После воздействия повышенного  давления значительно возрастает концентрация катехоламинов и оксикортикостероидов в крови, а также кортикостероидов в моче. Изменения метаболизма ряда ферментов свидетельствуют о нарушении обменных процессов в миокарде и печени, нарушении тканевого дыхания и образовании в организме свободных окислов, радикалов и перекисных соединений под действием повышенного парциального давления кислорода.

Большинство биохимических показателей  возвращается к исходному уровню в течение 5 - 7 сут.

13. Влияние сжатого воздуха на  тепловое состояние

В сжатом воздухе изменяется теплообмен в сравнении с теплообменом в условиях нормального давления.

Тепловой поток "организм - внешняя  среда" является смешанным, постоянные компоненты его составляют конвекция, включающая теплопроведение (30% от общих  теплопотерь), тепловая радиация (45%) и  испарение жидкости (25%). Конвекция, радиация и испарение с кожных покровов осуществляются непосредственно, а конвекция и испарение с воздухоносных путей и легких - через посредство акта дыхания. В обычных условиях дыхательный компонент потери тепла составляет 5 - 6% от общих теплопотерь организма и достигает 104 - 116 Вт.

Под давлением значительно возрастают конвекционные потери с кожных покровов. Даже при подогреве газовой среды, снижающем потери за счет радиации и испарения, общие теплопотери  все же возрастают.

Особые соотношения создаются в дыхательной системе. Если в нормальной среде потери тепла за счет испарения приближаются к конвекционным теплопотерям, то в гипербарической среде начинают преобладать потери тепла конвекцией. Возрастает также общая доля теплопотерь с дыханием.

В ответ на охлаждение организма  в гипербарической среде развиваются  приспособительные реакции. Непосредственный физиологический ответ организма  на охлаждение тела - сужение кожных сосудов. В результате этой реакции  создается относительная тепловая изоляция организма от внешней среды. Механизмы тепловой изоляции развиты неравномерно в разных частях тела. Первыми реагируют сосуды конечностей. Сосуды туловища сужаются в меньшей степени, что обусловливает большую потерю тепла. Сосуды головы практически не сужаются, и относительная местная потеря тепла здесь самая большая.

Однако, несмотря на глубокое охлаждение конечностей при определенных диапазонах температур внешней среды, центральная  масса тела (сердцевина) остается теплой. Если же защитная сосудистая реакция оказывается недостаточной и температура головы и сердцевины туловища понижается, то организм может запустить второй приспособительный механизм - повышенный мышечный термогенез. Возрастает сократительная активность скелетных мышц, что проявляется в холодовом треморе (холодовой дрожи). Включение механизма термогенеза приводит к росту общей теплопродукции организма в 2 - 5 раз: от 45 - 70 до 115 - 175 Вт/кв. м °С.

Развивающиеся процессы направлены на то, чтобы восстановить общий тепловой баланс организма, компенсируя возросшие теплопотери через кожные покровы и дыхательные пути.

14. Краткие сведения по физиолого-гигиеническим  характеристикам гелийсодержащих  дыхательных газовых смесей

Гелий - химический элемент VIII группы периодической системы Д.И. Менделеева, атомный номер 2, атомная масса 4,0026, относится к благородным (инертным или редким) газам. В обычных условиях гелий представляет собой бесцветный прозрачный газ, не обладающий запахом и не вызывающий вкусовых ощущений. Гелий сжижается труднее всех известных газов (при -268,93 °С) и является единственным веществом, которое не отвердевает при нормальном давлении, как бы глубоко его не охлаждали. Жидкий гелий - квантовая жидкость, обладающая сверхтекучестью при температуре ниже -270,98 °С. Плотность гелия (0,178 г/л) намного меньше плотности воздуха (1,2928 г/л), почти в 7 раз меньше плотности азота.